Corrosion behavior of weld joint of high chromium alloy in flowing lead bismuth eutectic under active oxygen control

高クロム系鋼溶接継手の流動酸素濃度制御下鉛ビスマス中における腐食挙動

古川 智弘  ; 青砥 紀身 ; Konys, J.*; Mueller, G.*

Furukawa, Tomohiro; Aoto, Kazumi; Konys, J.*; Mueller, G.*

重金属冷却高速炉の開発課題の一つに、構造材料及び炉心材料の冷却材(鉛ビスマス)中における耐食性がある。本研究では、12Cr鋼溶接継手及びそのアルミニウム表面改質材を対象に、酸素濃度制御下流動鉛ビスマス中における腐食特性を調べた。試験には、ドイツ・カールスルーエ研究所が所有する流動鉛ビスマス中腐食試験装置"CORRIDA"を使用し、550Cにおいて最大5000時間の腐食試験を実施した。試験部における鉛ビスマスの流速は2m/secであり、鉛ビスマス中酸素濃度は、H/HO比を調整したAr混合ガスの鉛ビスマス中の通気によって調整し、5E-7mass%に維持した。その結果、12Cr鋼溶接継手の腐食(酸化)挙動は、その母材の挙動と同様であり、溶接継手処理に伴う有意な影響は認められないことがわかった。また、アルミニウム表面改質材では、ほとんど酸化が生じておらず、また液体金属腐食と称される腐食挙動も観察されなかった。

A key problem in the development of heavy liquid metal cooled fast breeder reactors is corrosion of structural and fuel cladding materials with the coolants, lead-bismuth eutectic (LBE). Authors have been performed corrosion tests of the materials - high-chromium type martensitic steel (12Cr-steel) and oxide dispersion strengthened martensitic type steel (ODS) - in stagnant LBE under the various oxygen concentrations or in flowing LBE under active oxygen control, and investigated the corrosion behavior. In this paper, the corrosion behavior of the 12Cr-steel joined by multi-run TIG welding (weld 12Cr-steel) and its surface alloying with aluminum in flowing LBE under active oxygen control is presented.